帶I類地下車庫高層建筑的噴淋泵設(shè)置案例探討

李少華

(成都基準方中建筑設(shè)計有限公司， 四川成都 610011)

100～150 m的超高層住宅和150 m以內(nèi)的高層公共建筑，消防系統(tǒng)常通過減壓閥分區(qū)，一般可以不設(shè)消防轉(zhuǎn)輸水箱。國內(nèi)越來越多地區(qū)在消防審查中把此類建筑的地下車庫火災(zāi)定性為B類，因此I類車庫應(yīng)按照GB 50067-2014《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》7.2.3條規(guī)定，采用泡沫-水噴淋系統(tǒng)，同時需執(zhí)行GB 50151-2010《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》7.3.4.1條規(guī)定，滿足作用面積不小于465 m2的要求。此時地下室噴水系統(tǒng)和塔樓噴水系統(tǒng)的消防水量和揚程相差較大，按照傳統(tǒng)水泵選型思路，把噴水系統(tǒng)作為整體來考慮，采用統(tǒng)一供水方案，噴淋泵設(shè)置成1用1備或2用1備，常會造成系統(tǒng)超壓運行和消防儲水消耗過快，不但威脅系統(tǒng)安全，而且造成投資浪費。針對高層公建和超高層住宅地上和地下噴水系統(tǒng)工況差距顯著的特征，采用分區(qū)供水方案，分別選擇噴淋泵組，把地上、地下兩部分當成兩個不同的分區(qū)，可有效解決上述問題。

1 不同類型的高層項目選泵方案

1.1 高層公建

1.1.1 建筑概況及消防水量水壓要求

某高層辦公樓建筑高度99.2 m，地下車庫三層，為I類車庫，水池底為-5 m深，地下室火災(zāi)危險等級為中危險II級，噴水系統(tǒng)設(shè)計流量80 L/s，地下室最不利噴頭標高為-0.30 m，干管管徑為DN200；99.5 m高的塔樓部分的火災(zāi)危險等級為中危險I級，噴水系統(tǒng)流量經(jīng)計算為34 L/s，塔樓最不利噴頭高度為98.9 m，干管管徑為DN150。其中塔樓噴水系統(tǒng)的設(shè)計工況揚程為152.68 m，流量為34 L/s;地下室噴水系統(tǒng)設(shè)計工況揚程為75.74 m，流量為80 L/s。

1.1.2 選泵方案

(1)統(tǒng)一供水方案：按照1用1備選泵，滿足塔樓和地下車庫兩種工況，此時應(yīng)選取XBD13/70-200(W)型機組，功率132 kW，當流量34 L/s時揚程153 m，流量80 L/s時揚程120 m，但由于消防驗收要求水泵滿足地上與地下的最大流量和揚程，此時選出水泵型號為XBD15.5/85-200N5×352，功率250 kW，流量為80 L/s，揚程為155 m。若按照2用1備的配置方式來選泵，選擇揚程160 m，流量40 L/s的XBD16/40-150(DL)型水泵，單泵功率90 kW，總功率180 kW，當建筑地面上發(fā)生火災(zāi)時，啟動1臺噴淋泵，當?shù)叵率野l(fā)生火災(zāi)時，需啟動2臺。

(2)分區(qū)供水方案：地下車庫噴淋泵選擇流量80 L/s，揚程80 m的臥式泵XBD8/80-435(W)，該泵功率90 kW。地上噴淋泵選擇揚程160 m，流量40 L/s的立式多級泵XBD16/40-150(DL)，該泵功率90 kW。雖然根據(jù)GB 50974-2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》3.1.1.3條規(guī)定，倉庫和民用建筑同一時間內(nèi)的火災(zāi)起數(shù)應(yīng)按1處確定，但考慮到火災(zāi)如果發(fā)生在系統(tǒng)分區(qū)臨界處的情況，噴水系統(tǒng)還是要考慮兩組泵同時工作的情況，用電負荷還是要按照180 kW來考慮。

1.2 超高層住宅

1.2.1 建筑概況及消防水量水壓要求

根據(jù)GB 50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(2018版)8.3.3.4條，建筑高度大于100 m的住宅建筑應(yīng)設(shè)置自動滅火系統(tǒng)，并宜采用自動噴水滅火系統(tǒng)。以144.3 m的超高層住宅為例，水池底為-5 m深，地下室火災(zāi)危險等級為中危險II級，噴水系統(tǒng)設(shè)計流量80 L/s，地下室最不利噴頭標高為-0.30 m，干管管徑為DN200；144.3 m高的塔樓部分的火災(zāi)危險等級為輕危險級，噴淋系統(tǒng)流量經(jīng)計算為26 L/s，塔樓最不利噴頭高度為144 m，干管管徑為DN150。其中塔樓的噴水系統(tǒng)的設(shè)計工況揚程為195.16 m，流量為26 L/s；地下室設(shè)計工況揚程為78.89 m，流量為80 L/s。

1.2.2 選泵方案

(1)統(tǒng)一供水方案：按照1用1備選泵，應(yīng)選取XBD16/60-150(W)，功率160 kW，當流量26 L/s，揚程196 m；當流量80 L/s，揚程134 m。若按照項目的最大流量80 L/s和最高揚程200 m，選出噴淋泵XBD20/80-200D/5，功率250 kW。若按2用1備選泵，揚程197 m，流量40 L/s的立式多級泵XBD20/40-150DN，該泵功率132 kW，泵組功率264 kW。

(2)分區(qū)供水方案：塔樓選擇揚程196 m，流量30 L/s的XBD20/30-125DN的水泵機組，機組功率110 kW。地下車庫選擇揚程80 m，流量80 L/s的XBD8/80-200(W)水泵機組，機組功率200 kW。

2 選泵方案分析與討論

2.1 系統(tǒng)安全性

從水泵參數(shù)可知，1用1備的選泵方案存在低區(qū)嚴重超壓問題，雖然可通過減壓閥組和泄壓持壓閥泄來降低系統(tǒng)壓力、穩(wěn)定和保護系統(tǒng)，但需要增加閥組和附件，增加了系統(tǒng)復(fù)雜性和造價，降低了系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性。2用1備的系統(tǒng)，揚程按照最大設(shè)計揚程考慮，可以滿足塔樓自噴消防要求，但當車庫發(fā)生火災(zāi)時，機組啟動后系統(tǒng)嚴重超壓，且2用1備的較1用1備可靠性也略差。而按照塔樓和車庫噴水系統(tǒng)工況分別選出兩套泵組則可滿足系統(tǒng)安全性和可靠性要求。

2.2 泵房面積

以滿足塔樓噴淋流量40 L/s，揚程197 m的水泵機組為例，同時考慮泵設(shè)在負一層，水泵排氣孔不能對消防水池最低有效水位造成影響的不利情況，采用2用1備統(tǒng)一供水方案和分區(qū)供水方案分析對泵房面積的影響，不同方案的水泵平面布置見圖1與圖2。

從圖1和圖2可以看出，2用1備的配置方式可節(jié)省約12 m2面積，但因為剪力墻的原因，節(jié)省出來的面積很難轉(zhuǎn)換為經(jīng)濟效益，在實際項目中，建筑專業(yè)在布置地下室機房位置的時候，已充分考慮到經(jīng)濟性，消防泵房大多在主體范圍投影下，經(jīng)濟價值較低，消防泵房面積的增加對經(jīng)濟性影響不大。

2.3 經(jīng)濟比較

采用1用1備和2用1備的配置方式的時候，超壓管網(wǎng)需要在地下室噴淋系統(tǒng)的濕式報警閥組前加減壓閥，通常需要兩級減壓，即1個比例式減壓閥和1個可調(diào)式減壓閥，同時減壓閥后還應(yīng)設(shè)置安全閥和Y型過濾器，上述設(shè)備均應(yīng)1用1備，單套閥組綜合造價為2.5萬元。此外由于安全閥的泄壓閥值比系統(tǒng)工作壓力高0.4 MPa，將提高閥門管道附件價格公稱壓力要求，增加造價，本次暫不考慮此部分費用(表1)。

圖1 分區(qū)供水布置

圖2 統(tǒng)一供水布置

表1 不同選泵方案經(jīng)濟比較

由表1可知，水泵機組不同配置方案投資最大差距6.17萬元，對一類高層公建或超高層住宅項目造價影響較小。

3 結(jié)論和建議

帶I類地下車庫且無轉(zhuǎn)輸消防水箱的高層公建項目和超高層住宅項目中的淋泵配置方式，優(yōu)先推薦車庫和塔樓噴淋泵分設(shè)的分區(qū)配置方式，具有系統(tǒng)安全可靠、管道閥門和附件少、電氣控制簡單、故障發(fā)生率低的優(yōu)點；當項目處于經(jīng)濟價值高的城市商業(yè)中心時，可考慮統(tǒng)一配置方案節(jié)約泵房占用面積，但應(yīng)進行安全性和經(jīng)濟性綜合評估。